选修3-1恒定电流复习

3.含容电路的分析：
特点：电容器接入直流电路，在充电结束达到平衡后， 没有电荷的移动，所以没有电流通过，只有在充电和放 电时才有电荷的移动，有电流流过，但时间很短。 例题： 电源E=10V，内阻r不计 ，R1=4 R2=6 ，电容C=30uF, 。 （1）开关闭合后，通过R1的电流 （2）将开关打开，再次稳定后通 过R1的电量。 (3)如果在两板间原来有一个静止的带电油滴，则开关 打开后，将向哪里运动？ I=1A Q=1.2×10-4C 向上运动
W=UIt
例如： 电机额定电压：U=220V,R=0.4 ,正常工作时的电流 I=5A,t=10s. (1)电动机消耗的电能?(2)产生的热量?(3)输出的机械 能?(4)电动机的输入功率?(5)损失的功率(6)输出功率? （1）11000J（2）100J（3）10900J （4）1100W（5）10W（6）1090W
CD
3.欧姆定律：
(1)描绘小灯泡的伏安特性曲线
V A
(2)测电源的电动势和内阻
R
A
V
S
(3).欧姆定律
I U R
适用于金属导体和电解液，不适用于气体导电。 电阻的伏安特性曲线：注意I-U曲线和U-I曲线的区别。 还要注意：当考虑到电阻率随温度的变化时，电阻的伏安 特性曲线不再是过原点的直线。

R1
R2
练9.已知如图，电源内阻不计。为使 电容器的带电量增大，可采取以下那些 方法：( BD ) A.增大R1 B.增大R2
C.增大R3 D.减小R1
E
C
R1 A
R2
R B 3 B
C C C
练10.如图所示，电容器C1＝6μF，C2＝3μF， 电阻R1＝6Ω，R2＝3Ω，电压U＝18 V，求： （1）当电键K断开时， A、B两点间的电压UAB。 （2）当K闭合时，电容器C1的电量改变了多少
①不论P如何滑动，Up 始 终等于0V，故障原因不可 能是( D ) A. 导 线 EF 段 有 断 开 处 B.导线AB段有断开处 C．滑动键P与电阻R接触 不通 D．导线BC段有断开处
②不论P如何滑动，Up始终等于 输入电压U0，则故障原因可能 是( C )
A．电源与导线端F接触不良
B．滑动键P与电阻R接触不通 C．BC段导线有断开处 D滑动变阻器R的电阻丝有断开 处
（3）直线的斜率的含义
U/V
6.0 5.8 5.6 5.4 5.2
（4）与电阻特性图线的区别 E=？，r=？
0
0.2
0.4
I/A
图6-5
•将该电源与该电阻串联，该电 源的输出功率？
3.电源的功率和效率 ⑴功率： ①电源的功率（电源的总功率 ②电源的输出功率 P出=UI ③电源内部消耗的功率 Pr=I 2r ⑵电源的效率：
R1
R2
(1)
R3
(2)
练5已知如图，R1=6Ω，R2=3Ω，R3=4Ω，则接
R1:R2:R3=1:2:6
入电路后这三只电阻的实际功率之比为_________。
5.闭合电路欧姆定律：
1.表达形式：
①E=U外+U内
②
I E R r
（I、R间关系）
③U=E-Ir（U、I间关系） ④
U R R r E
解：电机不转时，可看做纯电阻电路.电机内
阻为：
R=U1/I1=5欧 电机正常运转时： 总功率：P=U2I2=36W 热功率：P热=I22R=5W ȵ 效率：=（P-P热）/P=86﹪
练4.某一直流电动机提升重物的装置，如图(1)所示，
重 物 的 质 量 m=50kg ， 电 源 提 供 给 电 动 机 的 电 压 为 U=110V，不计各种摩擦，当电动机以v=0.9m/s的恒定速 率向上提升重物时，电路中的电流强度I=5.0A，求电动 机的线圈电阻大小（取g=10m/s2）. R=4欧
2.电阻定律 导体的电阻R跟它的长度l成正比，跟它 的横截面积S成反比
R
l s
（1）ρ是反映材料导电性能的物理量， 叫材料的电阻率。单位是Ωm。 （2）纯金属的电阻率小，合金的电阻 率大。
⑶材料的电阻率与温度有关系：
①金属的电阻率随温度的升高而增大。 可用于做温度计； ②合金的电阻率几乎不 随温度而变，可用于做标准电阻。③半导 体的电阻率随温度的升高而减小。
（1）18V （2）3.6×10-5C
R3
R1
R3=5
A
R2
B
R2=3 求AB间电阻的最大值
2.电路故障判断
1、如果被测量部分电路两点的电压为零
这部分电路短路
这部分以外电路某处有断路
2、如果被测量部分电路两点的电压等于整个电路 的总电压
这部分电路某处有断路
这部分以外电路被短路
练8.如图， 将滑动变 阻器接成分压电路，由于 电路有一处出现故障，致 使输出电压Up 不能随滑动 键P的位置而改变
电动机发生“堵转”时？ W=Q=1210000J W机=0 P输=P损=121000W P输=0
即非纯电阻的电路，欧姆定律已不再适用
练3.某一电动机，当电压U1=10V时带不动
负载，因此不转动，这时电流为I1=2A。当电 压为U2=36V时能带动负载正常运转，这时电 流为I2=1A。求这时电动机的效率是多大？
I
1 R1 2 R2
U
1
R1 2 R2
R1
R
O
U
O
I
练1.实验室用的小灯泡灯丝的I-U特性曲线可用以下哪 个图象来表示:( A )
I
I
I
I
o A.
U
o B.
U
o C.
U
o D
U
练2.下图所列的4个图象中，最能正确地表 示家庭常用的白炽电灯在不同电压下消耗的 电功率P与电压平方U 2之间的函数关系的是 以下哪个图象( C )
Pm
o
P出
r
R
练7.已知如图，E =6V，r =4Ω，R1=2Ω， R2的变化范围是0~10Ω。求：①电源的最 大输出功率；②R1上消耗的最大功率；③ R2上消耗的最大功率。
R2 E r
R1
Pm=2.25w PR2=1.5W PR1=2W（Im=1A）
二. 应用 1.电路的动态分析和计算
思路：R局 （局部 R总 整体 I总=各支路电流之和 U外=外电路上串联电阻的电压之和 局部） （E=U+Ir)
例题：当变阻器滑片向下移动时， I1、I2、I3、电压表和电流表的读 数的变化。
v A
R变
R总
I总=I1 + I3
U外=UR2 + UR3
I3=I2 + Iab
局部电阻与总电阻变化的关系
•结论1：在任何一个可以化为串并联组合的电路中，任何一 个电阻的增大（或减小），整个电路的等效电阻都增大（或 减小） •结论2：在任何一个可以化为串并联组合的电路中，某处电 路的断路（或短路），都会使整个电路的等效电阻都增大 （或减小）。如开关的断开和闭合。 •结论3：R1+R2=定值，则R1 和R2的乘积有最大值。 例：R1=4
另外：有些物质当温度接近0 K时，电 阻率突然减小到零——这种现象叫超导现 象。能够发生超导现象的物体叫超导体。 材料由正常状态转变为超导状态的温度叫 超导材料的转变温度TC。
注意：公式 R＝
U I
（定义式）
R=ρ
L
。（决定式）
S 例：如图所示，a、b、c、d是滑动变阻器的4个接线柱， 现把此变阻器串联接入电路中并要求滑片P向接线柱c移动 时，电路中的电流减小，则接入电路的接线柱可能是（） A.a和b B.a和c C.b和c D.b和d
(3)注意:电功和电热的区别：
（1）纯电阻用电器：电流通过用电器以发热为目的， 例如电炉、电熨斗、电
P= 。 （2）非纯电阻用电器：电流通过用电器是以转化为热 能以外的形式的能为目的，发热不是目的，而是不可避免 的热能损失，例如电动机、电解槽、给蓄电池充电、日光 灯等。

P PE U E
PE=EI
R R r
（最后一个等号只适用于纯电阻电路）
（3）电源的输出功率与外电阻的关系
P E R
2
R
r
2

4 Rr
R
r
2

E
2

E
2
4r
4r
可见电源输出功率随外电阻变化的图线如 图所示，而当内外电阻相等时，电源的输出 功率最大，为： 2 E
Pm 4r
P
P
P
P
o
A
U2
o B
U2
o
U2 C
o
U2 D
4.电功和电热
电功就是电场力做的功，因此是W=UIt； 由焦耳定律，电热Q=I 2Rt。 (1)对纯电阻而言，电功等于电热： 2 W=Q=UIt=I 2R t= U t
R
(2)对非纯电阻电路（如电动机和电解槽）， 由于电能除了转化为电热以外还同时转化为机 械能或化学能等其它能，所以电功必然大于电热： W>Q，这时电功只能用W=UIt计算，电热只能用 Q=I 2Rt计算，两式不能通用。
一、基本概念和定律 1.电流 q 电流的定义式：I ，适用于任何电荷的定 t 向移动形成的电流。 电流的决定式 ： I=nqvS（n为单位体积内的自 由电子个数，S为导线的横截面积，v为自由电子的 定向移动速率，这个公式只适用于金属导体，千万 不要到处套用。 注意：在电解液导电时，是正负离子向相反方 向定向移动形成电流，在用公式I ＝ q／t计算电流 强度时应引起注意。
（U、R间关系）
练6：如图电源内阻0.3Ω,闭合开关时， 电流表读数0.5A,电压表读数为1.20V，考 虑电流表内阻对电路的影响，则开关断开 时，电压表的读数可能( CD )